CN215731875U - 锂离子电池及锂离子电池监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池及锂离子电池监控系统，本实用新型的锂离子电池包括电池主体、压力检测单元、信号处理单元和输出单元，其中，压力检测单元匹配在电池主体上，以检测电池主体内的电芯的压力信息，信号处理单元用于接收压力检测单元检测的压力信息，并将的压力信息转化为数字信号，输出单元与信号处理单元的信号输出端相连，用于将数字信息以远程无线的方式传输。本实用新型的锂离子电池通过设置的压力检测单元和信号处理单元及输出单元，可利于对电池主体内的压力进行实时监测，并可将监测的信息远程传输，从而便于电芯的安全管理，且有着较好的使用效果。

Description

锂离子电池及锂离子电池监控系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池。本实用新型还涉及一种该锂离子电池监控系统。

背景技术

由于锂离子电池具有高能量密度、高电压、低自放电率和重量轻扥特点以及在各种领域得到了广泛的应用。并且，随着科技的进步，人们对锂离子电池的性能要求日益提高。

锂离子电池一般包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔膜，以及电解液。其中，负极电位对锂离子电池的性能有着较大的影响。电芯负极电位与析锂息息相关，特别是老化中的负极电位，电芯在装车后，车厂仅能监控电芯的整体电压和温度，无法有效识别单体电芯的析锂风险。因此电芯循环寿命预测存在一定弊端，无法识别异常状况的析锂风险。而现有技术中，电芯负极电位的测量通常依靠植入电极方法获得，传输方式为有线，且通常为实验室环境获得，与实际工况存在一定差异，而导致测量结果准确性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种锂离子电池，以便于对锂离子电池内的压力进行监测，而利于电芯的安全管理。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种锂离子电池，包括电池主体，所述锂离子电池还包括：

压力检测单元，匹配在所述电池主体上，以检测所述电池主体内的电芯的压力信息；

信号处理单元，用于接收所述压力检测单元检测的压力信息，并将所述的压力信息转化为数字信号；

输出单元，与所述信号处理单元的信号输出端相连，用于将所述数字信息以远程无线的方式传输。

进一步的，所述压力检测单元采用薄膜压力传感器。

进一步的，所述薄膜压力传感器配置在所述电池主体的负极片和壳体之间。

进一步的，所述信号处理单元包括将所述压力信息转化为数字信号的AD转换器。

进一步的，所述信号处理单元包括降噪装置，所述降噪装置的信号输入端与所述压力检测单元的信号输出端相连，以接收所述压力检测单元输出的所述压力信息，并将所述压力信息降噪处理后，输出至所述AD转换器的信号输入端。

进一步的，所述输出单元为无线蓝牙传输模块。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的锂离子电池，通过设置的压力检测单元、信号处理单元及输出单元，可利于监测电池主体内的电芯的压力信息，并通过信号处理单元将接收该压力检测单元的压力信息转化为数字信号，然后通过输出单元以远程无线的方式进行传输，由此可便于对电池主体内的压力进行实时监测，并可将检测的信息远程传输，从而利于电芯的安全管理，且有着较好的使用效果。

此外，压力检测单元采用薄膜压力传感器，并且该薄膜压力传感器配置在电池主体的负极片和壳体之间，以此来利用压力信息反映负极电位信息，从而能够实现监控电芯负极电位的目的，进而识别负极电位的风险，保障行驶安全。

另外，采用无线蓝牙传输模式，具有技术成熟且利于节省空间的特点。

本实用新型的另一目的在于提出一种锂离子电池监控系统，其包括控制单元，所述控制单元的信号输入端无线连接有如上所述的锂离子电池。

进一步的，所述控制单元集成有与所述输出单元匹配的输入单元。

进一步的，所述控制单元集成有存储模块，所述存储模块存储有电芯压力值对应的电位值。

进一步的，所述控制单元为电池管理系统BMS。

本实用新型所述的锂离子电池监控系统，通过设置的控制单元，使得控制单元的信号输入端与上述的锂离子电池无线连接，并通过集成在控制单元中的存储模块，使得存储模块存储的电位值与测得的电芯压力值对应的数值进行比较，从而不仅能够对锂离子电池内的压力值进行实时监控，而且还能够便于识别电芯是否发生失效，以能够对电芯的安全进行预警。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的锂离子电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的压力检测单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一所述的锂离子电池的内部元件连接示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的锂离子电池监控系统的示意图；

附图标记说明：

1、正极片；2、负极片；3、隔膜；4、薄膜压力传感器；5、壳体；10、电池主体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种锂离子电池，其在整体构成上，主要包括电池主体10、压力检测单元、信号处理单元和输出单元。其中，压力检测单元匹配在电池主体10上，以检测电池主体10内的电芯的压力信息。信号处理单元用于接收压力检测单元检测的压力信息，并将检测的压力信息转化为数字信号。而输出单元与信号处理单元的信号输出端相连，用于将数字信息以远程无线的方式传输。

本实施例的锂离子电池通过设置的压力检测单元、信号处理单元及输出单元，可便于对电池主体10内的压力进行实时监测，并可将检测的信息远程传输，从而利于电芯的安全管理。

基于如上设计思想，本实施例的锂离子电池的一种示例性结构如图1所示，该锂离子电池包括电池主体10，且通常的，电池主体10包括壳体5，以及位于壳体5内的，并叠合于一起多组极片单元，而极片单元包括正极片1和负极片2，以及间隔布置于正极片1和负极片2之间的隔膜3。并且，在多组极片单元的外侧包裹有绝缘的Mylar膜。

本实施例的压力检测单元优选为薄膜压力传感器4，其结构如图2所示，该薄膜压力传感器4通过机械性能优异的聚氨酯薄膜、高导电材料和纳米级压感材料组成，且具有包括由压力敏感纳米材料制成的感应层，和由复合在薄膜上的导电材料制成的电极层，以及隔离层，在感应受压时，薄膜传感器回路里的电阻会随着压力不同而发生变化，从而能够采集电池主体10内的压力信息。

在此值得说明的是，本实施例的薄膜压力传感器4可采用现有技术中的成熟产品，或是通过现有成熟技术根据电芯尺寸进行定制。

作为进一步的实施方式，本实施例的薄膜压力传感器4配置在电池主体10的负极片2和壳体5之间。参看图1和图2所示，薄膜压力传感器4具体被夹紧于Mylar膜与壳体5之间，由此在锂离子电池使用的过程中，能够对电池主体10的负极片2处的压力进行检测，从而利于对负极电位进行检测。

参看图3所示，本实施例的信号处理单元包括将压力信息转化为数字信号的AD转换器，以用于将检测到的压力信号转化为下述中BMS(电池管理系统Battery ManagementSystem)可识别的语言，从而利于用于BMS识别。并且，进一步的，本实施例的信号处理单元还包括降噪装置，降噪装置的信号输入端与压力检测单元的信号输出端相连，以接收压力检测单元输出的压力信息，并将压力信息降噪处理后，输出至AD转换器的信号输入端。由此可利于提高数据处理的准确性。而本实施例的输出单元优选为无线蓝牙传输模块，通过成熟的无线蓝牙传输模块进行数据传输，以利于节省占用空间。

本实施例的锂离子电池可便于对电池主体10内的压力进行实时监测，并可将检测的信息远程传输，从而利于电芯的安全管理，且压力检测单元采用薄膜压力传感器4，并通过该薄膜压力传感器4配置在电池主体10的负极片2和壳体5之间，以此来利用压力信息反映负极电位信息，从而能够实现监控电芯负极电位的目的，进而识别负极电位的风险，保障行驶安全。

实施例二

本实施例涉及一种锂离子电池监控系统，如图4所示，该锂离子电池监控系统包括控制单元，该控制单元的信号输入端无线连接有如实施例一所述的锂离子电池。如此，可利于对连接的锂离子电池进行控制。

作为一种优选实施方式，本实施例的控制单元集成有与输出单元匹配的输入单元。并且，控制单元集成有存储模块，存储模块存储有电芯压力值对应的电位值。由此，可将输出单元输出的信号输入至控制单元中，并通过与电位值进行比对，当超出存储的电位值时，便可识别电芯负极电位的风险，从而可通过对故障电芯切断充放电流程或是进行报警等控制。

更为优选的，本实施例的控制单元为电池管理系统BMS。

本实施的锂离子电池监控系统通过电池管理系统BMS与前述的信号处理单元及压力薄膜传感器共同配合使用，可利于实时监控行驶过程中锂离子电池的负极电位变化，从而能够识别负极电位的风险，并能够对电芯进行安全预警，确保行驶安全。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括电池主体(10)，其特征在于：

压力检测单元，匹配在所述电池主体(10)上，以检测所述电池主体(10)内的电芯的压力信息；

信号处理单元，用于接收所述压力检测单元检测的压力信息，并将所述的压力信息转化为数字信号；

输出单元，与所述信号处理单元的信号输出端相连，用于将所述数字信号以远程无线的方式传输。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述压力检测单元采用薄膜压力传感器(4)。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述薄膜压力传感器(4)配置在所述电池主体(10)的负极片(2)和壳体(5)之间。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述信号处理单元包括将所述压力信息转化为数字信号的AD转换器。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于：所述信号处理单元包括降噪装置，所述降噪装置的信号输入端与所述压力检测单元的信号输出端相连，以接收所述压力检测单元输出的所述压力信息，并将所述压力信息降噪处理后，输出至所述AD转换器的信号输入端。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述输出单元为无线蓝牙传输模块。

7.一种锂离子电池监控系统，包括控制单元，其特征在于：所述控制单元的信号输入端无线连接有如权利要求1至6中任一项所述的锂离子电池。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池监控系统，其特征在于：所述控制单元集成有与所述输出单元匹配的输入单元。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池监控系统，其特征在于：所述控制单元集成有存储模块，所述存储模块存储有电芯压力值对应的电位值。

10.根据权利要求7所述的锂离子电池监控系统，其特征在于：所述控制单元为电池管理系统BMS。

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